正常中國(guó)成年人足底壓力分析（醫(yī)學(xué)論文）

1、 正常中國(guó)成年人足底壓力分析 【摘要】 研究正常中國(guó)成年人足底壓力分布。方法 使用f-scan足底壓力分析系統(tǒng)收集100例志愿者站立、行走、慢跑、上、下樓梯的足底壓力分布數(shù)據(jù)，分析5種生理狀態(tài)的足底壓力分布，以及性別、身高、體重、體重指數(shù)、步速等因素對(duì)足底壓力分布的影響。結(jié)果正常中國(guó)成年人5種生理狀態(tài)的足底壓力分布各有特點(diǎn)，靜、動(dòng)態(tài)差別顯著；四種動(dòng)態(tài)方式中，以水平行走的步態(tài)最為穩(wěn)定，步速加快和上、下樓導(dǎo)致步態(tài)不穩(wěn)；性別對(duì)足底壓力分布的影響無(wú)顯著性意義，步速的影響則有顯著性意義，身高、體重、體重指數(shù)與足底壓力分布呈弱相關(guān)。結(jié)論 中國(guó)正常人的足底壓力分布具有獨(dú)特性，本實(shí)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)可對(duì)臨床足底壓力

2、分析工作提供參考。 【關(guān)鍵詞】 正常中國(guó)人f-scan足底壓力影響因素 abstract objective to research the plantar pressure distribution of the normal chinese adult method the f-scan plantar pressure analysis system was used to collect plantar pressure distribution data of 100 volunteers who stand, walk, jog, go upstairs and downstair

3、sthe plantar pressure distribution data of 5 kinds of physiological states, as well as influence of sex, height, body weight, body mass index and speed was analyzed result theres different characteristic between 5 kinds of states of the plantar pressure distribution in the chinese normal adults ther

4、es significant difference between static and dynamic in four dynamic motions, the gait of walk was stalest, and it became unstable if speed up and go upstairs or downstairs as for the influential factors of the plantar pressure distribution, there was non-significance of sex but the speed had the si

5、gnificance the height, the body weight, the bmi had weak correlation with the plantar pressure distribution conclusion the plantar pressure distribution of normal chinese adults has the distinctive quality the data obtained by this experiment, may provide the reference for the clinical plantar press

6、ure analysis key words：normal;chinese;f-scan;plantar pressure;influential factor 發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)正常人足底壓力的分析起步早，國(guó)際著名的足底壓力分析儀均在大樣本調(diào)查的基礎(chǔ)上建立了各自的數(shù)據(jù)庫(kù)。近20年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)此研究雖然也取得了不少成果，但總體上看，國(guó)內(nèi)在此領(lǐng)域仍處于模仿國(guó)外研究對(duì)國(guó)人進(jìn)行分析的探索階段。主要存在以下三個(gè)不足：某些學(xué)者使用的國(guó)產(chǎn)儀器難以得到廣泛承認(rèn)；數(shù)據(jù)缺乏較大的樣本資料；研究的細(xì)致程度遠(yuǎn)不及國(guó)外1。因此，本實(shí)驗(yàn)旨在使用國(guó)際廣泛承認(rèn)的足底壓力分析儀對(duì)100例國(guó)人進(jìn)行5種生理狀態(tài)的足底壓力分析。現(xiàn)報(bào)道如下。

7、1材料與方法 11一般資料100例健康志愿者，均無(wú)下肢病痛史?？紤]到年齡對(duì)足底壓力分布的影響，選擇2030歲年齡段的健康成年人作為研究對(duì)象，因?yàn)樗麄兪亲悴〉纳侔l(fā)人群。如表1：表1實(shí)驗(yàn)對(duì)象的基本情況(x-s)男性女性總和年齡(歲)246915123481902413179身高(cm)173245831624449016824764體重(kg)6883680525062661271048人數(shù)505010012f-scan足底壓力分析系統(tǒng)本院的f-scan便攜式系統(tǒng)版本為clinical 52 65。硬件包括平板式/鞋墊式傳感器、壓力轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)接收器、線纜等；軟件為基于microsoft wind

8、ows(2000/xp)的壓力顯示和分析軟件2。傳感器的厚度為018 mm，平板式傳感器(432 mm368 mm)有2288個(gè)傳感單元，每只完整未修剪的鞋墊式傳感器有960個(gè)傳感單元，呈矩陣式排列。 13方法 131實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備向受試者說(shuō)明需注意的問(wèn)題后，對(duì)其步態(tài)訓(xùn)練，使其步態(tài)短期內(nèi)達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。再對(duì)f-scan系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)：(1)收集時(shí)間定為8秒，收集頻率為50幀/秒（慢跑為127幀/秒）；(2)使用國(guó)際通用單位：長(zhǎng)度為cm，重量為kg，壓力為kpa；(3)根據(jù)病人的體重進(jìn)行校準(zhǔn)。 132足底壓力分區(qū)取母趾(h)、第23趾(t2、3)、第45趾(t4、5)、第1跖骨頭(m1)、第2跖

9、骨頭(m2)、第34跖骨頭(m3、4)、第5跖骨頭(m5)、中足(m)、足跟(c)九個(gè)部位分析，如圖1。 133分析過(guò)程分別使用平板式/鞋墊式傳感器進(jìn)行靜態(tài)（赤足立正姿勢(shì)站立）/動(dòng)態(tài)（穿統(tǒng)一的鞋襪行走，慢跑，上、下樓梯）足底壓力測(cè)量，每個(gè)受試對(duì)象測(cè)量3次。行走和慢跑的空間為20 m長(zhǎng)的直通道，分別以80120和180240步/ min的速度水平勻速直線行走和慢跑；上、下樓的樓道，每階的寬度足夠以便足底與地面完全接觸，以60100步/ min勻速進(jìn)行。 14實(shí)驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)靜態(tài)分析，測(cè)量九個(gè)部位的瞬間壓力(pressure, p) 和接觸面積(area, a)，及峰值壓力(peak pressure

10、，pp)；動(dòng)態(tài)分析，測(cè)量平均峰值壓力(averaging peak, avg)和壓力中心(center of pressure, cof)運(yùn)動(dòng)軌跡，指標(biāo)的意義如表2。由于使用的儀器不同，實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試人群的選擇等存在差別，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者310報(bào)道的數(shù)據(jù)差別較大，因此收集足底壓力數(shù)據(jù)后計(jì)算其百分比。表2測(cè)試指標(biāo)描述指標(biāo)名稱指標(biāo)描述單位瞬間壓力(p)8秒鐘的收集時(shí)間內(nèi)，取第一幀的足底壓力kpa接觸面積(a)第一幀瞬間雙足底面與平板的接觸面積cm2峰值壓力(pp)8秒鐘，各部位的最大壓力kpa平均峰值壓力(avg) *8秒鐘，每個(gè)相的峰值壓力的總和/相的數(shù)目kpa壓力中心運(yùn)動(dòng)軌跡(cof)作用于傳感

11、器上的壓力的中心，在一個(gè)步態(tài)周期內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化* avg為f-scan系統(tǒng)特有，是峰值壓力的優(yōu)化表現(xiàn)形式。系統(tǒng)通常將8秒鐘分為6個(gè)相，可將avg理解為6個(gè)站立相的峰值壓力的平均值。 15 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析用spss 130軟件包完成。數(shù)值變量取3次數(shù)據(jù)的平均值分析，分類(lèi)變量（如cof）取最穩(wěn)定的一次數(shù)據(jù)分析。正態(tài)分布數(shù)據(jù)以x-s表示；非正態(tài)分布數(shù)據(jù)取自然對(duì)數(shù)，正態(tài)化后進(jìn)行分析。兩組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)（如雙足間比較）或成組t檢驗(yàn)（如性別的影響），多組間比較采用單因素方差分析；兩因素間相關(guān)性分析采用pearson相關(guān)分析（如身高、體重的影響）。p值顯著性水準(zhǔn)均為005。 2結(jié)果 由于數(shù)據(jù)量較大，限于篇幅

12、本文僅以表格列出最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，符號(hào)說(shuō)明如下：p值<005記為*，p值<001為#。盡量配以統(tǒng)計(jì)圖描述。 21靜態(tài)分析100例志愿者的瞬間/峰值壓力和百分比及接觸面積結(jié)果如表3和圖2。 22動(dòng)態(tài)分析 221動(dòng)態(tài)足各部位avg和avg%如表4和圖3。對(duì)4種運(yùn)動(dòng)方式及靜態(tài)足底峰值壓力進(jìn)行l(wèi)sd方差分析，結(jié)果見(jiàn)表4數(shù)據(jù)后的括號(hào)內(nèi)標(biāo)示符號(hào)，其中靜態(tài)與4種動(dòng)態(tài)的9個(gè)部位差別均有非常顯著性意義(p值<001)。 222壓力中心運(yùn)動(dòng)軌跡(cof)如表5和圖4。 23影響因素關(guān)于四種動(dòng)態(tài)方式，由于行走最具有代表性，故只選擇行走與各影響因素作為分析指標(biāo)。 231性別對(duì)男、女性的足底壓力數(shù)據(jù)作成

13、組t檢驗(yàn)(雙側(cè)，=005)，結(jié)果如表6。表3靜態(tài)足瞬間/峰值壓力和百分比及接觸面積表5動(dòng)態(tài)足cof組別cof行走足跟中足第1-2跖骨間、第2跖骨或第2-3跖骨間母趾或第1-2趾骨間慢跑足跟中足第1-2跖骨間、第2跖骨或第2-3跖骨間第1-2趾骨間上樓足跟中足第1-2跖骨間、第2跖骨母趾或第1-2趾骨間或第2趾骨下樓足跟中足第1-2跖骨間第1-2趾骨間表6各因素對(duì)足底壓力的影響組別部位（p值）性別站立 232身高、體重、體重指數(shù)將足底壓力與身高、體重、體重指數(shù)作pearson相關(guān)分析，結(jié)果如表6。即使是正常人，由于體形不同，身高和體重的比例并不都在標(biāo)準(zhǔn)范圍。為解決這一問(wèn)題，引入體重指數(shù)(body

14、 mass index, bmi)，bmi=體重/身高2(kg/m2)。 233步速結(jié)果如表5行走和慢跑的比較。 3討論 31靜態(tài)分析(1) 雙側(cè)足作配對(duì)t檢驗(yàn)，僅第34跖骨頭峰值壓力差別有顯著性意義(p值<005)。(2)瞬間/峰值壓力分布結(jié)果為：足跟>第2跖骨頭>第34跖骨頭>第1跖骨頭>第5跖骨頭>母趾>中足>第23趾>第45趾。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，由于足縱弓和橫弓的存在，足由足跟、第1和第5跖骨頭三點(diǎn)負(fù)重，但本實(shí)驗(yàn)顯示第24跖骨頭足底壓力百分比均比第5跖骨頭大。經(jīng)典的三點(diǎn)負(fù)重理論更多的考慮骨性結(jié)構(gòu)，即使是靜態(tài)站立，足底壓力分布不僅僅是由骨

15、性結(jié)構(gòu)決定，還取決于軟組織的功能。(3)比較前、中、后足的負(fù)重百分比，由于足縱弓的生物力學(xué)作用，中足幾乎不負(fù)重，前足（足趾和跖骨頭）、后足分擔(dān)了足的負(fù)重功能，其中前足負(fù)重更大。這不僅是因?yàn)榱⒄龝r(shí)身體稍前傾，足縱弓傳遞重力、平衡負(fù)重的作用更應(yīng)考慮。 32動(dòng)態(tài)分析 321足底壓力(1)雙側(cè)足底大多數(shù)部位avg差別無(wú)顯著性意義。(2)四種動(dòng)態(tài)方式足底峰值壓力分布結(jié)果相似：母趾、第14跖骨頭、足跟負(fù)重大，第25趾、第5跖骨頭、中足負(fù)重小。這更是對(duì)經(jīng)典三點(diǎn)負(fù)重理論的進(jìn)一步補(bǔ)充。在5種不同的狀態(tài)（包括靜態(tài)站立）下，足底壓力分布會(huì)隨著骨與軟組織結(jié)構(gòu)的功能變化發(fā)生細(xì)微的調(diào)整，以便適應(yīng)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和外部環(huán)境。

16、(3)不同的運(yùn)動(dòng)方式足底壓力分布不同，行走、慢跑、上樓時(shí)前、中、后足的負(fù)重比例除前足有較小差別外，余無(wú)顯著性差異，只是上樓時(shí)中足負(fù)重明顯增加；下樓時(shí)后足負(fù)重明顯減小，向前足轉(zhuǎn)移?？梢?jiàn)水平行走步態(tài)最穩(wěn)定，加快步速或上、下樓步態(tài)出現(xiàn)不穩(wěn)定。非水平運(yùn)動(dòng)（上下樓）較水平運(yùn)動(dòng)步態(tài)更不穩(wěn)定。說(shuō)明人們?cè)谌粘Ｉ?、運(yùn)動(dòng)中應(yīng)盡可能養(yǎng)成良好的步態(tài)，預(yù)防足病的發(fā)生；在疾病的康復(fù)訓(xùn)練中，應(yīng)循序漸進(jìn)的進(jìn)行各運(yùn)動(dòng)方式的鍛煉。 322壓力中心運(yùn)動(dòng)軌跡(cof)cof是評(píng)價(jià)步態(tài)穩(wěn)定性極好的指標(biāo)。行走cof最典型，加快步速出現(xiàn)偏差，非水平運(yùn)動(dòng)偏差更明顯，以下樓最不典型。更進(jìn)一步證實(shí)了前文得出的結(jié)論。 33靜、動(dòng)態(tài)的比較(1)峰

17、值壓力：9個(gè)部位差別均有非常顯著性意義(p值<001)，說(shuō)明動(dòng)態(tài)較靜態(tài)足底壓力明顯增大，這是因?yàn)殪o態(tài)站立只有體重作用于足底，動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)時(shí)除體重外還有人體動(dòng)能做功產(chǎn)生的足底壓力。(2)跖骨頭：第1跖骨頭的峰值壓力百分比在站立時(shí)為1140%，行走和慢跑時(shí)增加為1351%和1842%；第35跖骨頭在站立時(shí)為2198%，行走和慢跑時(shí)減少為1707%和1892%。這表明內(nèi)、外側(cè)縱弓既具有柔彈性，以便適應(yīng)不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，又具有堅(jiān)韌性，以便適于運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的傳遞，這兩種性質(zhì)在內(nèi)側(cè)縱弓表現(xiàn)的更好。(3)前、中、后足的比較：動(dòng)態(tài)時(shí)負(fù)重的百分比前足明顯增加，后足減小，據(jù)此說(shuō)明后足向前足負(fù)重的轉(zhuǎn)移是人體緩沖重力、

18、維持平衡的生理現(xiàn)象。 34影響因素從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，性別對(duì)足底壓力無(wú)顯著影響，身高、體重、體重指數(shù)與足底壓力呈弱相關(guān)1。比較行走和慢跑的數(shù)據(jù)，可看出加快步速使足底壓力增大。這有助于解釋臨床中的某些問(wèn)題，如女性足病的高發(fā)生率可能是由后天因素造成的；對(duì)身高、體重、體重指數(shù)的分析，有助于理解體形對(duì)足底壓力分布有一定程度的影響；對(duì)步速的分析有助于解釋從事高速運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員下肢疾病發(fā)病率較高的原因。圖1足底壓力分區(qū)示意圖圖2 靜態(tài)足底瞬間壓力圖2a/峰值壓力圖2b百分比圖3動(dòng)態(tài)avg%圖44種動(dòng)態(tài)方式cof示意圖4結(jié)論 41主要結(jié)論(1)國(guó)內(nèi)多名學(xué)者36報(bào)道了一系列中國(guó)正常人的足底壓力分布數(shù)據(jù)，各有其特點(diǎn)

19、，充分證明國(guó)人的足底壓力分布具有獨(dú)特性。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)分析更多的運(yùn)動(dòng)方式和指標(biāo)，來(lái)充實(shí)國(guó)人的數(shù)據(jù)庫(kù)，補(bǔ)充和修正傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，更好的解釋臨床問(wèn)題、指導(dǎo)臨床治療和預(yù)防足病。(2)通過(guò)總結(jié)本實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，可為今后正常人和足病患者的足底壓力分析提供方法學(xué)的參考。 42不足與展望(1)100例的樣本含量與國(guó)外資料比較仍不夠大，期待更大的樣本；(2)測(cè)試人群的局限性：雖然選擇2030歲年齡段能避開(kāi)下肢疾病的高發(fā)人群，但對(duì)整個(gè)正常中國(guó)人群的代表性不強(qiáng)，需擴(kuò)大年齡段進(jìn)行分析；(3)某些分析項(xiàng)目不夠全面：如只分析了性別、身高、體重、步速，其他因素需進(jìn)一步研究；(4)操作中選擇部位的精確性不夠可靠：對(duì)于解剖位點(diǎn)的選擇不夠

20、準(zhǔn)確是絕大多數(shù)足底壓力分析系統(tǒng)存在的問(wèn)題，需探索更好的取點(diǎn)方法；(5)需要國(guó)內(nèi)多家單位合作，進(jìn)一步完善國(guó)人數(shù)據(jù)庫(kù)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 1王明鑫, 俞光榮 正常人足底壓力分析的研究進(jìn)展j 中國(guó)矯形外科雜志, 2006, 14: 1717-17192陳雁西, 俞光榮 f-scan足底壓力步態(tài)分析儀臨床應(yīng)用現(xiàn)狀j 國(guó)外醫(yī)學(xué)骨科學(xué)分冊(cè), 2005, 26: 187-1893湯榮光 正常人足底靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力分布的測(cè)定j 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào), 1994, 13: 175-1774毛賓堯, 賈學(xué)文, 鄭菲蓉, 等 行走和站立時(shí)足底應(yīng)力分布研究j 中國(guó)矯形外科雜志, 2002, 10: 1211-12135袁剛, 張木勛, 王中琴, 等 正常人足底壓力分布及其影響因素分析j 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志, 2004,